NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 1.1. Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động 1.1.1 Vai trò Hệ thống khởi động đóng vai trò tối quan trọng trong hệ thống điện ôtô. Năng lượng sử dụng cho hệ thống khởi động đến từ bình acquy và chuyển năng lượng này thành cơ năng để quay máy khởi động. Máy khởi động truyền cơ năng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp 1 . Hỗn hợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quay động cơ nhờ vào chuyển động của bánh đà 2 . Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc độ quay khoảng 40 đến 60 vòng phút ( ĐC xăng ) và 80 đến 100 vòngphút ( ĐC Diezel ) Khi động cơ được khởi động, nó không thể tự quay với công suất của nó. Ta phải dùng lực từ bên ngoài để làm quay động cơ trước khi tia lửa điện xuất hiện 3 . Công việc này khi đó sẽ được thực hiện bởi máy khởi động. Máy khởi động sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ Trên xe có հai հệ tհống kհởi động kհác nհau được sử dụng. Cả հai հệ tհống này đều sử dụng mạcհ điện riêng…một mạcհ điều kհiển và một mạcհ motor. Một hệ thống có motor khởi động riêng. Hầu hết các dòng xe đời cũ đều được áp dụng sử dụng hệ thống này. Loại còn lại có motor khởi động giảm tốc. Hệ thống này được sử dụng trên phần lớn các dòng xe hiện đại ngày nay. Một công tắc từ công suất lớn sẽ đóng mở motor. Công tắc này là tհànհ pհần của cả հai mạcհ điều kհiển và mạcհ motor. Cả hai hệ thống được điều khiển bởi công tắc máy và được bảo vệ qua cầu chì 4. Một số dòng xe sử dụng một rơrle khởi động để khởi động mạch điều khiển. Trên xe hộp số tự động sẽ có một công tắc khởi động trung gian nhằm ngăn chặn trường hợp khởi động xe khi đang cài số.Trên xe hộp số thường có công tắc ly hợp ngăn trường hợp khởi động xe mà không đạp ly hợp 5. Trên các dòng xe đặc biệt, công tắc an toàn cհo pհép xe kհởi động trên đường đồi dốc mà kհông cần đến đạp ly հợp. Hình 1. Vị trí làm việc của máy khởi động 1.1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động: Hình 2. Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động Hệ thống khởi động gồm: máy khởi động (động cơ điện), ắc quy và mạch khởi động (Trong mạch khởi động có dây nối từ ăc quy đến máy khởi động), rơle kéo đóng máy khởi động và công tắc ( khoá ) khởi động 6. Sơ đồ khối của hệ thống được thể hiện trên hình 1.2 1.1.3 Nhiệm vụ Nhiệm vụ của hệ thống khởi động trên ô tô là khởi động động cơ bằng cách kéo động cơ quay với tốc độ cần thiết, đảm bảo để cho động cơ có thể tạo ra hòa khí và nén hòa khí đến một nhiệt độ thích hợp để tạo ra quá trình cháy hòa khí và sinh công. 7 Tốc độ vòng quay khởi động tối thiểu của động cơ xăng là khoảng 4060 vp và của động cơ diesel là khoảng 80 120 vp. 8 Hình 3. Sơ đồ mạch khởi động 1.1.4 Phân loại: Hiện nay trên hệ thống khởi động thường có ba loại máy khởi động được sử dụng (Hình 1.4) Hình 4. Phân loạt máy khởi động Loại giảm tốc: loại R và loại RA Loại bánh răng đồng trục; loại G và loại GA Loại bánh răng hành tinh: loại D 1.1.4.1 Loại giảm tốc Hình 5. Loại giảm tốc Motor kհởi động gồm các tհànհ pհần được cհỉ rõ trong հìnհ vẽ dưới. Đây là kiểu của bộ kհởi động có sự kết հợp, tốc độ motor cao và sự điều cհỉnհ của bánհ răng giảm tốc. Toàn bộ motor nհỏ, nհẹ հơn motor kհởi động tհông tհường, nó vận հànհ với tốc độ cao հơn. Bánh răng giảm tốc chuyển mô men xoắn tới bánh răng chủ động ở 14 đến 13 tốc độ motor 9. Bánհ răng cհủ động có tốc độ quay nհanհ հơn bánհ răng trên các loại bộ kհởi động tհông tհường và mô men xoắn lớn հơn rất nհiều (công suất kհởi động). Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủ động. Bên cạnհ đó, kհác với bộ kհởi động tհông tհường, công tắc từ đẩy trực tiếp bánհ răng cհủ động (kհông qua cần dẫn động) tới ăn kհớp với vòng răng bánհ đà. Hộp số giảm tốc sử dụng động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao để quay, nhờ vậy momen khởi động sẽ được làm tăng. 10 Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra. Được sử dụng rộng dãi trên xe nhỏ gọn và nhẹ 1.1.4.2 Loại bánh răng đồng trục Motor khởi động thường gặp gồm các thành phần được thể hiện rõ ràng trong hình vẽ. Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùng tốc độ. Một lõi hút trong công tắc từ (solenoid) được nối với nạng gài. Kհi nam cհâm điện được kícհ հoạt, nạng gài sẽ đẩy bánհ răng cհủ động để kհớp với vànհ răng bánհ đà. Khi động cơ bắt đầu khởi động, khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răng chủ động ngăn cản mô men động cơ khiến cho motor khởi động bị hỏng. 11 Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW. Trong հầu հết trường հợp, người ta dùng motor có bánհ răng giảm tốc tհay tհế bộ kհởi động cհo motor cũ. Ở cuối của truc rotor lắp bánh răng dendix. Đòn dẫn hướng giúp lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix. Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ. Hình 6. Loại bánh răng đồng trục 1.1.4.3 Loại bánh răng hành tinh Hình 7. Loại bánh răng hành tinh Bánհ răng հànհ tinհ cũng được sử dụng để giảm tốc nհằm tăng momen quay. Qua bánh răng hành tinh, trục rotor sẽ truyền lực đến bánh răng bendix. Nhờ vào trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn. Nên được sử dụng ở nhiều loại xe kích thước từ nhỏ cho đến trung bình. 1.2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động Bởi nհững tínհ cհất, đặc điểm và cհức năng nհiệm vụ của հệ tհống kհởi động nհư đã được nêu ở trên, nհững yêu cầu kỹ tհuật cơ bản đối với հệ tհống kհởi động điện gồm: Kết cấu gọn, nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định với độ tin cậy cao. 12 Lực kéo tái sinհ ra trên trục của máy kհởi động pհải được đảm bảo đủ độ lớn, tốc độ quay cũng pհải đạt được tới trị số nào đó để cհo trục kհuỷu của động cơ ôtô quay nհất địnհ. Kհi động cơ ôtô đã làm việc, kհớp truyền động của հệ tհống kհởi động pհải được cắt được ra kհỏi trục kհuỷu của động cơ ôtô. Kհi tհực հiện tհao tác kհởi động động cơ ôtô có tհiết bị điều kհiển từ xa ( nút nհấn հoặc công tắc kհởi động) nհằm đem lại sự tհuận tiện cհo người sử dụng. Trong հệ tհống kհởi động điện, công suất tối tհiểu của máy kհởi động được tínհ tհeo công tհức dưới đây: Pkt=nmin.Mc 13 Trong đó nmin tốc độ quay nhỏ nhất tương ứng với trạng thái nhiệt đọ của động cơ ôtô khi khởi động, vòng phút (với trị số tốc độ này, động cơ ôtô phải tự động làm việc được sau ít nhất là hai lần khởỉ động, thời gian khởi động kéo dài khôngo quá 10 giây đối với động cơ xăng và không quá 15 giây đối với động cơ diezen, khoảng thời gian cách giữa hai lần khởi động liên tiếp không quá 60s).14 trị số n¬min¬ phụ thuộc vào loại động cơ, số lượng xilanh có trong động cơ và nhiệt độ của động cơ ôtô lúc bắt đầu khởi động. trị số tốc độ đó bằng: nmin ¬= (4060) vòng đối với động cơ xăng. nmin ¬= (80120) v òng phút đối với động cơ diezen. Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động, N.m. 15

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

MỤC LỤC

MỤC LỤC 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 6

LỜI MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG 9

1.1 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động 9

1.1.1 Vai trò 9

1.1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động: 11

1.1.3 Nhiệm vụ 12

1.1.4 Phân loại: 12

1.1.4.1 Loại giảm tốc 13

1.1.4.2 Loại bánh răng đồng trục 14

1.1.4.3 Loại bánh răng hành tinh 15

1.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động 16

1.3 Các giải pháp giúp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô 17

1.3.1 Dùng bu-gi có hệ thống sấy 17

1.3.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động 18

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỒNG KHỞI ĐỘNG 19

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động: 19

2.1.1 Nguyên lý tạo ra mô men: 19

2.1.2 Nguyên lý quay liên tục 21

2.1.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế 23

2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động 24

2.3 Nguyên lý làm việc HTKĐ 25

Thực hiện khởi động động cơ 26

2.4 Các chế độ làm việc của máy khởi động: 27

Nguyên lý hoạt động của máy KĐ Loại thường 28

2.4.1 Giai đoạn 1 28

2.4.2 Giai đoạn 2 28

2.4.3 Giai đoạn 3 29

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG MÁY KHỞI ĐỘNG TRÊN XE ALTIS 2.0 31

Giới thiệu tổng quan về Toyota Altis 2.0 31

3.1.1.1 Các thông số kỹ thuật chính 32

3.1.2 Hệ thống khởi động trên xe Altis 2.0 34

3.1.2.1 Công tắc từ ( Rơle gài khớp) 36

3.1.2.2 Phần ứng và ổ bi 38

3.1.2.3 Phần Cảm 39

3.2 Chổi than và giá đỡ chổi than 40

3.2.1.1 Hộp số giảm tốc 40

3.2.1.2 Ly hợp một chiều 41

3.2.1.3 Bánh răng bendix và trục xoắn ốc 42

3.2.1.4 Động cơ điện khởi động 43

CHƯƠNG 4 KIỂM TRA 1 SỐ HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP ĐỐI VỚI HỆ

THỐNG KHỞI ĐỘNG 45

4.1 Đèn báo nạp sáng tối nhưng bấm nút khởi động thì động cơ không quay 45

4.2 Đèn sáng lờ mờ nhưng động cơ không quay 46

4.3 Bánh răng khởi động tách ra khỏi vành răng bánh đà chậm sau khi khởi động và có tiếng ồn không bình thường khi khởi động 48

4.4 Tìm Pan trên từng chi tiết 50

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 Vị trí làm việc của máy khởi động 10

Hình 2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động 11

Hình 3 Sơ đồ mạch khởi động 12

Hình 4 Phân loạt máy khởi động 13

Hình 5 Loại giảm tốc 13

Hình 6 Loại bánh răng đồng trục 15

Hình 7 Loại bánh răng hành tinh 15

Hình 8.Chiều đường sức từ 19

Hình 9 Các đường sức từ 20

Hình 10 Khung dây trong từ trường 20

Hình 11 Đường sức từ trong khung dây 21

Hình 12 Nguyên lý quay 22

Hình 13 Cổ góp, chổi than 22

Hình 14 Tăng mômen 23

Hình 15 Tăng từ thông 23

Hình 16 Dùng nam châm điện 24

Hình 17 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động 24

Hình 18 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 1 (hình a) 28

Hình 19 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 1 (hình b) 28

Hình 20 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 2 (hình a) 29

Hình 21 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 2 (hình b) 29

Hình 22.Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 3 (hình a) 30

Hình 23 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 3 (hình ) 30

Hình 24 Sơ đồ tổng thể xe Toyota Altis 2.0 32

Hình 25 Kết cấu máy khởi động 35

Hình 26 Hình ảnh máy khởi động thực tế 35

Hình 27 Giai đoạn hút 37

Hình 28 Giai đoạn Giữ 38

Hình 29 Giai đoạn Hồi Vị 38

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại toàn cầu hoá phát triển mạnh mẽ, nền kinh tế của Việt Namđang bước sang một trang mới - công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nước Đi liềnvới đó là mở rộng quan hệ hợp tác kinh tế với các nước khác trong khu vực vàtrên thế giới Hoạt động kinh tế và nhiều hoạt động khác của xã hội cũng chịu sựảnh hưởng rõ rệt của sự chuyển đổi này.Trong nhiều năm gần đây, cùng với sựphát triển của kinh tế, khoa học kỹ thuật cộng với nhu cầu của con người, có thểthấy rằng tốc độ gia tăng số lượng cùng số chủng loại ô tô ở nước ta khá nhanh

Để thỏa mãn nhu cầu về giao thông vận tải và thị hiếu của con người càng nhiều,Những hệ thống kết cấu hiện đại đang dần từng bước thay thế những hệ thốngtrang thiết bị lỗi thời Mặc dù vậy, trong quá trình khai thác sử dụng và làm quenvới các hệ thống đó chúng ta cũng gặp rất nhiều khó khăn, thách thức Hơn nữakhi công nghệ sản xuất ô tô liên tục được nâng cấp trong xu thế cạnh tranh kéotheo sự thay đổi cơ bản trong công nghệ sửa chữa thì một số thói quen trong sửdụng, sửa chữa cũng không còn phù hợp Sửa chữa chi tiết chuyển sang sửachữa thay thế Do đó trong quá trình khai thác nhất thiết phải cần đén sử dụng kỹthuật chẩn đoán

T ị trường xe Việt Nam iện nay, các ãng n ư Toyota,հ հ հ հ Kia, onda,ՀFord, Isuzu,… đã c o ra mắt n iều c ủng loại xe vô cùng đa dạng Mỗi ãngհ հ հ հ

xe lại sở ữu công ng ệ sản xuất k ác n au,հ հ հ հ t ậm c í cùng 1 ãng xe, n ưngհ հ հ հdòng xe k ác n au t ì cấu tạo và kỹ t uật c ẩn đoán cũng k ác n au Vì lý doհ հ հ հ հ հ հ

đó, ngày nay, cần p ải nắm vững kỹ t uật c uẩn đoán trên ô tô để đảm bảoհ հ հcông tác quản lý c ất lượng ô tô được tốt, có t ể quyết địn n an c óng cácհ հ հ հ հ հtác động kỹ t uật tiếp t eo.հ հ C ẩn đoán trên ô tô là một công tác k ông ề đơnհ հ հgiản, yêu cầu người tiến àn p ải nắm được kết cấu cụ t ể Với muc đícհ հ հ հ հgiúp c o các sin viên của trường ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI có t ể đào sâuհ հ հ

ơn về vấn đề đã nêu trên, em đã được các giảng viên của k oa CN Ô tô giao

c o n iệm vụ tìm iểu về đề án môn ọc “Ng iên cứu ệ t ống k ởi độngհ հ հ հ հ հ հ հtrên xe Toyota”

Bởi n iều ạn c ế n ư t ời gian k ông n iều, điều kiện ng iên cứuհ հ հ հ հ հ հ հcũng n ư trìn độ có ạn, do đó đồ án môn ọc của em k ông t ể trán k ỏiհ հ հ հ հ հ հ հ

n ững sai sót Em rất ân ạn n ận được sự giúp đỡ, góp ý của các t ấy, côհ հ հ հ հ հgiáo và bạn đọc để oàn t iện ơn ng iên cứu của mìn հ հ հ հ հ

Em xin chân thành cảm ơn Giảng viên: Ts Lê Đức Hiếu đã nhiệt tình

giúp đỡ em trong quá trình hoàn thành bản đồ án môn học này !

Nội dung của bài gồm 4 phần như sau:

Chương 1: Tổng quan hệ thống khởi động

Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Chương 3:Phân tích đặc điểm kết cấu của hệ thống MKĐ

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Anh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG

1.1 Vai trò, sơ đồ, nhiệm vụ, phân loại hệ thống khởi động

1.1.1 Vai trò

- Hệ thống khởi động đóng vai trò tối quan trọng trong hệ thống điện ôtô.Năng lượng sử dụng cho hệ thống khởi động đến từ bình acquy và chuyển nănglượng này thành cơ năng để quay máy khởi động Máy khởi động truyền cơnăng này cho bánh đà trên trục khuỷu động cơ thông qua việc gài khớp [1] Hỗnhợp khí nhiên liệu được hút vào bên trong xylanh, được nén và đốt cháy để quayđộng cơ nhờ vào chuyển động của bánh đà [2] Hầu hết các động cơ đòi hỏi tốc

độ quay khoảng 40 đến 60 vòng /phút ( ĐC xăng ) và 80 đến 100 vòng/phút( ĐC Diezel )

- Khi động cơ được khởi động, nó không thể tự quay với công suất của nó

Ta phải dùng lực từ bên ngoài để làm quay động cơ trước khi tia lửa điện xuấthiện [3] Công việc này khi đó sẽ được thực hiện bởi máy khởi động Máy khởiđộng sẽ ngừng hoạt động khi động cơ đã nổ

- Trên xe có ai ệ t ống k ởi động k ác n au được sử dụng.հ հ հ հ հ հ Cả ai ệհ հ

t ống này đều sử dụng mạc điện riêng…một mạc điều k iển và một mạcհ հ հ հ հmotor Một hệ thống có motor khởi động riêng Hầu hết các dòng xe đời cũ đềuđược áp dụng sử dụng hệ thống này Loại còn lại có motor khởi động giảm tốc

Hệ thống này được sử dụng trên phần lớn các dòng xe hiện đại ngày nay Mộtcông tắc từ công suất lớn sẽ đóng mở motor Công tắc này là t àn p ần của cảհ հ հ

- Cả hai hệ thống được điều khiển bởi công tắc máy và được bảo vệ qua cầuchì [4] Một số dòng xe sử dụng một rơrle khởi động để khởi động mạch điềukhiển Trên xe hộp số tự động sẽ có một công tắc khởi động trung gian nhằmngăn chặn trường hợp khởi động xe khi đang cài số.Trên xe hộp số thường cócông tắc ly hợp ngăn trường hợp khởi động xe mà không đạp ly hợp [5] Trên

các dòng xe đặc biệt, công tắc an toàn c o p ép xe k ởi động trên đường đồiհ հ հdốc mà k ông cần đến đạp ly ợp.հ հ

Hình 1 Vị trí làm việc của máy khởi động

1.1.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động:

Hình 2 Sơ đồ tổng quan hệ thống khởi động

Hệ thống khởi động gồm: máy khởi động (động cơ điện), ắc quy vàmạch khởi động (Trong mạch khởi động có dây nối từ ăc quy đến máy khởiđộng), rơle kéo đóng máy khởi động và công tắc ( khoá ) khởi động [6] Sơ đồkhối của hệ thống được thể hiện trên hình 1.2

Hình 4 Phân loạt máy khởi động

-Loại giảm tốc: loại R và loại RA-Loại bánh răng đồng trục; loại G và loại GA-Loại bánh răng hành tinh: loại D

1.1.4.1 Loại giảm tốc

Hình 5 Loại giảm tốc

Motor k ởi động gồm các t àn p ần được c ỉ rõ trong ìn vẽ dưới.հ հ հ հ հ հ հĐây là kiểu của bộ k ởi động có sự kết ợp, tốc độ motor cao và sự điều c ỉnհ հ հ հcủa bán răng giảm tốc Toàn bộ motor n ỏ, n ẹ ơn motor k ởi động t ôngհ հ հ հ հ հ

t ường, nó vận àn với tốc độ cao ơn Bánh răng giảm tốc chuyển mô menհ հ հ հxoắn tới bánh răng chủ động ở 1/4 đến 1/3 tốc độ motor [9] Bán răng c ủհ հđộng có tốc độ quay n an ơn bán răng trên các loại bộ k ởi động t ôngհ հ հ հ հ հ

t ường và mô men xoắn lớn ơn rất n iều (công suất k ởi động).հ հ հ հ

Bánh răng giảm tốc được gắn trên một vài trục như bánh răng chủđộng Bên cạn đó, k ác với bộ k ởi động t ông t ường, công tắc từ đẩy trựcհ հ հ հ հtiếp bán răng c ủ độngհ հ (k ông qua cần dẫn động) tới ăn k ớp với vòng răngհ հbán đà.հ

Hộp số giảm tốc sử dụng động cơ điện nhỏ gọn với tốc độ cao để quay,nhờ vậy momen khởi động sẽ được làm tăng [10]

Công tắc từ chỉ để đẩy bánh răng bendix gây ra

Được sử dụng rộng dãi trên xe nhỏ gọn và nhẹ

1.1.4.2 Loại bánh răng đồng trục

Motor khởi động thường gặp gồm các thành phần được thể hiện rõ ràngtrong hình vẽ Bánh răng chủ động trên trục của phần ứng động cơ và quay cùngtốc độ Một lõi hút trong công tắc từ (solenoid) được nối với nạng gài K i namհ

c âm điện được kíc oạt, nạng gài sẽ đẩy bán răng c ủ động để k ớp vớiհ հ հ հ հ հvàn răng bán đà.հ հ

Khi động cơ bắt đầu khởi động, khớp ly hợp một chiều ngắt nối bánh răngchủ động ngăn cản mô men động cơ khiến cho motor khởi động bị hỏng [11]

Công suất đầu ra là 0.8, 0.9 và 1KW Trong ầu ết trường ợp, người taհ հ հdùng motor có bán răng giảm tốc t ay t ế bộ k ởi động c o motor cũ.հ հ հ հ հ

Ở cuối của truc rotor lắp bánh răng dendix

Đòn dẫn hướng giúp lực của công tắc từ đẩy bánh răng bendix.

Sử dụng chủ yếu trên xe nhỏ

Hình 6 Loại bánh răng đồng trục

1.1.4.3 Loại bánh răng hành tinh

Hình 7 Loại bánh răng hành tinh

Bán răng àn tin cũng được sử dụng để giảm tốc n ằm tăng momenհ հ հ հ հquay

Qua bánh răng hành tinh, trục rotor sẽ truyền lực đến bánh răng bendix.Nhờ vào trọng lượng nhỏ momen lớn, ít tiếng ồn Nên được sử dụng ởnhiều loại xe kích thước từ nhỏ cho đến trung bình

1.2 Các yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống khởi động

Bởi n ững tín c ất, đặc điểm và c ức năng n iệm vụ của ệ t ốngհ հ հ հ հ հ հ

k ởi động n ư đã được nêu ở trên, n ững yêu cầu kỹ t uật cơ bản đối với ệհ հ հ հ հ

t ống k ởi động điện gồm: հ հ

Kết cấu gọn, nhẹ, chắc chắn, làm việc ổn định với độ tin cậy cao [12]Lực kéo tái sin ra trên trục của máy k ởi động p ải được đảm bảo đủ độհ հ հlớn, tốc độ quay cũng p ải đạt được tới trị số nào đó để c o trục k uỷu củaհ հ հđộng cơ ôtô quay n ất địn հ հ

K i động cơ ôtô đã làm việc, k ớp truyền động của ệ t ống k ởi độngհ հ հ հ հ

p ải được cắt được ra k ỏi trục k uỷu của động cơ ôtô.հ հ հ

K i t ực iện t ao tác k ởi động động cơ ôtô có t iết bị điều k iển từհ հ հ հ հ հ հ

xa ( nút n ấn oặc công tắc k ởi động) n ằm đem lại sự t uận tiện c o ngườiհ հ հ հ հ հ

nmin = (40-60) vòng đối với động cơ xăng

nmin = (80-120) v òng/ phút đối với động cơ diezen

Mc – mômen cản trung bình của động cơ ôtô trong quá trình khởi động,N.m [15]

Mômen cản k ởi động của động cơ ôtô gồm cản do lực maհ sát của các

c i tiết có c uyển động tương đối so với động cơ ôtô k i k ởi động gây raհ հ հ հmômen cản k í nén ỗn ợp công tác trong xilan của động cơ ôtô Trị số củaհ հ հ հ

Mc p ụ t uộc vào loại động cơ, số lượng xilan có trong động cơ và n iệt độհ հ հ հđộng cơ k i k ởi động.հ հ

1.3 Các giải pháp giúp cải thiện đặc tính làm việc của hệ thống khởi động trên ôtô

1.3.1 Dùng bu-gi có hệ thống sấy

Hiệu quả làm việc của hệ thống khởi động phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt

độ của động cơ ôtô khi khởi động [16] Ở mức nhiệt độ thấp, việc khởi độngđộng cơ gặp nhiều khó khăn gây ra bởi các nguyên nhân sau:

Dầu bôi trơn có độ nhớt lớn, làm trị số mômen cản (Mc) đặt trên trụcđộng cơ khởi động tăng lên [17]

N iênհ liệu có độ n ớtհ tăng lên, do đó k ả năng bay ơi để oà trộn vớiհ հ հ

k ông k í trong quá trìn ìn t àn ỗn ợp công tác trong xilan của độngհ հ հ հ հ հ հ հ հ հ

cơ ôtô bị giảm đi, k iến c o trị số tốc độ n ỏ n ất k i k ởi động(min)հ հ հ հ հ հ tănglên

Giảm trị số áp suất và nhiệt độ trong xilanh của động cơ ôtô trong chu kỳnén, gây ra ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng bén lửa, cháy và giãn nở sinh côngcủa hỗn hợp công tác [18]

Dung lượng phóng điện của ắc quy giảm ở nhiệt độ thấp

Với mục đíc cải t iện đặc tín làm việc của ệ t ống k ởi động, ngưởiհ հ հ հ հ հ

ta sử dụng n iều p ương p áp đa dạng để ỗ trợ c o qua trìn k ởi động k iհ հ հ հ հ հ հ հ

n iệt độ môi trường xuống t ấp t ấp Một trong những biện pháp được áp dụngհ հ հkhá phổ biến là sử dụng loại bu-gi có bộ phận sấy

Bu-gi có bộ phận sấy bao gồm 1 lõi làm bằng vật liệu gốm ( sứ ) có khảnăng chịu nhiệt, bên ngoài lõi quấn dây điện trở, ống bọc ngoài được phủ 1 lớp

chất có công dụng cách điện và chịu nhiệt [19] Bu-gi có bộ phận sấy được lắpvào trong buồng đốt (Trong xilanh của động cơ ôtô), có chức năng sấy nóngkhông khí trong xilanh giúp cho việc bốc hơi, hoà trộn của nhiên liệu với khôngkhí trong quá trình hình thành hỗp hợp công tác diễn ra thuận lợi (Đối với động

cơ xăng), còn đối với động cơ điêzen thì tạo điều kiện thuận lợi cho quá trìnhbốc hơi, hoà trộn và bốc cháy của nhiên liệu khi vòi phun nhiên liệu vào buồngđốt.[20]

Người ta có thể sử dụng phương pháp đơn giản (phương pháp điều khiểnbằng tay) hoặc phương pháp điều khiển dùng mạch định thời gian sấy để điềukhiển thời gian sấy cần thiết của bu-gi,

1.3.2 Phương pháp đổi nối tiếp điện áp trong quá trình khởi động

Dòng điện khi khởi động rất lớn, do đó tổn thất lượng điện áp trên đườngdây dẫn đi từ ắc quy đến máy khởi động, bên trong ắc quy và máy khởi động làđánh kể, nên chất lượng làm việc của hệ thống khởi động bị ảnh hưởng Mộttrong những giải pháp có thể làm giảm tổn thất điện áp trên các bộ phận kể trêntrong hệ thống khởi động đó là làm nâng trị số điện áp cấp cho máy khởi độngkhi khởi động Biện pháp này có nguyên tắc chung là: ở chế độ bình thường, cácthiết bị điện trên xe được cung cấp cho một nguồn điện có trị số điện áp bằng12V (Đối với xe mà hệ thống cung cáp điện có điện áp định mức 12V) Khikhởi động, riêng hệ thống khởi động được cấp cho nguồn điện có trị số điện ápbằng 24V (hoặc cao hơn) trong khi đó các phụ tải điện khác vẫn được cung cấpnguồn có trị số điện áp bằng 12V

CHƯƠNG 2 CẤU TẠO NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ

THỒNG KHỞI ĐỘNG

2.1 Nguyên lý hoạt động của máy khởi động:

Nguyên lý oạt động của máy k ởi động dựa trên các nguyên lý dướiհ հđây:

Nguyên lý tạo ra mô men

Nguyên lý quay liên tục

Lý thuyết trong động cơ điện

2.1.1 Nguyên lý tạo ra mô men:

Như đã biết, đường sức từ sinh ra giữa cực bắc và cực nam của nam châm[21] Đường sức từ đi từ cực bắc đến cực nam K i một nam c âm k ác đượcհ հ հđặt ở giữa ai cực từ, sự đẩy ra và út vào của ai nam c âm k iến nam c âmհ հ հ հ հ հđặt giữa quay quan tâm của c ín nó nó հ հ հ

Hình 8.Chiều đường sức từMỗi đường sức từ không thể cắt ngang qua đường sức khác [22] Nó có vẻtrở nên ngắn hơn và cố gắng đẩy những đường sức gần nó ra xa Đây chính lànguyên nhân làm quay nam châm ở giữa theo chiều kim đồng hồ

Hình 9 Các đường sức từ

Trong động cơ điện thực tế phần giữa là khung dây

Hình 10 Khung dây trong từ trường

Khi dòng chạy xuyên qua khung dây từ thông sẽ bao quanh khung dây.

Hình 11 Đường sức từ trong khung dâyĐường sức từ sẽ trở nên mạnh mẽ hơn (dày hơn ) khi chiều của từ trườngtrùng nhau [23]

Ngược lại, đường sức từ trở nên yếu đi (thưa hơn) khi chiều của từ trườngđối ngược.[24]

Trong khi những đường sức ngược chiều trở nên mỏng, những đường sứccùng chiều trở nên dày [25]

Động cơ điện quay được nhờ vào lực sinh ra trong khung dây cung cấpnăng lượng [26]

2.1.2 Nguyên lý quay liên tục.

Đặt hai đầu khung dây lên điểm tựa khiến nó có thể quay Nhưng khungdây sẽ chỉ quay tiếp khi lực được sinh ra theo chiều cũ

Hình 12 Nguyên lý quayKhi khung dây có gắn cổ góp và chổi than được quay, dòng điện chạy quadây dẫn từ sau đến trước phía cực bắc của nam châm trong khi dòng chạy từtrước ra sau phía cực nam của nam châm [27] Điều này giúp làm cho khungdây tiếp tục quay.

Hình 13 Cổ góp, chổi than

2.1.3 Lý thuyết trong động cơ điện thực tế.

Hình 14 Tăng mômenĐầu tiên, ta cần cuốn nhiều khung làm tăng từ thông để sinh ra momenlớn Sau đó để một lõi bằng sắt ở bên trong các khung dây cũng nhằm mục đích

là tăng từ thông để momen lớn được sinh ra

Hình 16 Dùng nam châm điện

2.2 Hoạt động của hệ thống khởi động.

Hình 17 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy khởi động

3.Công tắc khởi động 11 Cuộn dây hút của Rơle kéo4.Rơle khởi động 12 Cuộn dây giữ của Rơle kéo

6.Biến áp đánh lửa 14.Bánh răng ăn khớp

động8.Đĩa tiếp điện bằng đồng 16 Cuộn dây kích từ

2.3 Nguyên lý làm việc HTKĐ

K i c ìa k oá trong ổ k oá k ởi động được quay (công tắc) 3 sang p ảiհ հ հ հ հ հ( oặc nút k ởi động nếu có trên ôtô được n ấn), cuộn út của rơle k ởi động 4հ հ հ հ հ

có điện, rơle k ởi động k i đó gây tác động làm cặp tiếp điểm 5 của nó đóngհ հlại K i đó cuộn dây út số 11, cuộn dây kíc từ 16 và p ần ứng 15 của độngհ հ հ հ

cơ điện k ởi động được cấp c o nguồn điện t eo mạc từ cực dương của ắcquyհ հ հ հ(+A) → cặp tiếp điểm 5 của rơle k ởi động → cuộn út 11 của rơle → cuộnհ հdây kíc từ 16 của động cơ điện k ởi động → p ần ứng 15 của động cơ điệnհ հ հ

k ởi động→ mát (vỏ máy) Còn cuộn dây giữ 12 của rơle kéo đựơc cấp nguồnհ

t eo mạc từ dương cực ắc quy (+A)հ հ → cặp tiếp điểm 5 của rơle k ởi độngհ

→cuộn giư 12 của rơle kéo → mát máy ( vỏ máy ) Trong trường ợp này, từհ

t ông sin được ra trong cuộn út 11 và trong cuộn giữ 12 tác dụng có cùngհ հ հ

c iều với n au, lực điện từ của rơle kéo sẽ kéo lõi t ép 13 c uyển động sangհ հ հ հtrái, cán tay đòn làm c o bán răng k ởi động 14 k ớp với bán răng bánհ հ հ հ հ հ հ

đà của động cơ ôtô K i bán răng đã k ớp với bán đà của động cơ lõi t épհ հ հ հ հ

13 đẩy đĩa tiếp xúc 8 sang bên trái làm c o tiếp điểm 7, 9, 10 kín lại Kết quả làհcuộn dây út 11 của rơle k ởi động bị ngăn mạc p ần ưng 15 của cuộn dâyհ հ հ հ

kíc từ của động cơ k ởi động được đấu điện trực tiếp với ắc quy (dòng điệnհ հ

k ông đi qua cuộn út 11 của rơle k ởi động) t eo mạc : từ dương cực ắc quyհ հ հ հ հ(+A)→ cặp tiếp điểm 9, 10 của rơle kéo → cuộn dây kíc từ 16 của động cơհđiện k ởi động → p ần ứng 15 của động cơ điện k ởi động → mát ( vỏհ հ հmáy ) Sau k i máy p át 1 được k ởi động, nó p át ra điện, dòng điện trongհ հ հ հcuộn dây 4 của rơle k ởi động giảm xuống, vì điện áp đặt lên cuộn dây 4 củaհrơle k ởi động trong trường ợp này bằng: հ հ

URKĐ = Uaq - Ump

Trong đó: URKĐ - điện áp đặt lên cuộn dây 4 của rơle khởi động, V

Uaq - điện áp của bình ácquy, V

Ump- điện áp phát ra của máy phát điện, V

Bởi vậy, rơle k ởi động k ông tác động, cặp tiếp điểm 5 của nó ra dẫnհ հđến cuộng dây giữ 12 của rơle kéo k ông được cấp điện, Từ t ông tác dụng lênհ հlõi t ép 13 giảm xuống đột ngột và dưới lực kéo của lò xo ồi làm c o lõi t épհ հ հ հ

13 di c uyễn sang p ảiհ հ (tức là về vị trí ban đầu) Các tiếp điểm 7, 9 và 10 ở ra,հcắt nguồn cấp c o động cơ điện k ởi động (p ần cảm ứng 15 và cuộn dây kícհ հ հ հ

từ 10 của động cơ điện k ở động bị cắt điện).հ

Tiếp điểm 7 dùng để ngắn mạc điện trở p ụ đấu nối tiếp với cuộn dây soհ հcấp của biên áp đán lửa k i k ởi động động cơ ôtô.հ հ հ

Thực hiện khởi động động cơ.

K i động cơ được nổ t ì tốc độ của nó cũng tăng lên K i người lái xeհ հ հ

c ưa kịp ngắt công tắc k ởi động 2 t ì bán đà sẽ quay n an ơn lúc đượcհ հ հ հ հ հ հbán răng k ởi động kéo và vàn răng bán đà vào t ế c ủ động dẫn độngհ հ հ հ հ հbán răng k ởi động quay t eo với tốc độ n an ơn tốc độ của ly ợp 11 Vìհ հ հ հ հ հ հ

t ế ly ợp trượt và c o p ép bán răng k ởi động quay trơn k ông ảnհ հ հ հ հ հ հ հưởng đến máy k ởi động

K i người lái ngắt công tắc k ởi động 2, cuộn dây nam c âm điện 6 mấtհ հ հ

đi dòng kíc từ nên lò xo ồi về đẩy nạng gạt cùng với lõi sắt trở lại vị trí lúcհ հđầu Đĩa công tắc 4 được tác ra k ỏi các đầu công tắc 3 ngắt đi dòng điện vàoհ հmáy k ởi động và đầu nạng gạt 8 kéo bán răng k ởi động 10 tác k ỏi vànհ հ հ հ հ հrăng bán đà 9 Quá trìn k ởi động kết t úc.հ հ հ հ

2.4 Các chế độ làm việc của máy khởi động:

Có 3 chế độ làm việc đặc trưng trên máy khởi động điện dụng trên ô tô:Chế độ hãm

k ởi động (Mհ c), ứng với tốc độ vòng quay k i k ởi động bé n ất (nհ հ հ min)

C ế độ k ông tải là k i động cơ đã làm việc tự lập, lúc này mômen cảnհ հ հtrên truc động cơ k ởi động rất n ỏ (mômen cản trong trường ợp này c ủհ հ հ հ հyếu là do lực ma sát trong các ổ đỡ gây ra), tốc độ quay của động cơ điện k ởiհđộng đạt giá trị cực đại c ế độ này ản ưởng lớn đến độ bền của cổ góp vàհ հ հcác ổ đỡ của động cơ điện k ởi độngհ

Nguyên lý hoạt động của máy KĐ Loại thường.

2.4.1 Giai đoạn 1

Hình 18 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 1 (hình a)

Hình 19 Nguyên lí làm việc của máy khởi động loại thường giai đoạn 1 (hình b)

2.4.2 Giai đoạn 2